CN1783114A - 用于治理物品乱架的特种条码、其专用标签及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于治理物品乱架的特种条码、其专用标签及使用方法。先把专用标签附着在被管理物品的表面，再通过图像传感器获取条码的图像，然后应用图像识别技术进行实时自动识别，最后把识读结果与该位置的标准信息进行对比，若不相同，则输出存在异类物品的警示信息。按照该方法，不仅可用自动化设备检测乱架物品，通过人眼也能够直观地识别出处于乱架状态的异类物品。如图所示，书架201上的图书甲202和图书丙204的条码图形与其他图书明显不同，属乱架物品；而标签贴得过高的图书乙203和斜放的图书丁205非乱架物品，***不会发出警示信息。本发明的适用范围涵盖有防止乱架需求的场合，如图书馆、档案馆、书店、商场、实验室等等。

Description

用于治理物品乱架的特种条码、其专用标签及使用方法

技术领域

本发明涉及一种用于治理物品乱架的特种条码，尤其是一种可用于防止图书馆资料乱架的特种条码，其适用范围涵盖有防止乱架需求的场合，如图书馆、档案馆、书店、商场、实验室等等。本发明还涉及包含该特种条码的专用标签以及其使用方法。

背景技术

开架借阅是现代图书馆的发展方向，它使读者可以更直观地了解和认识图书馆，增加了图书馆的流通量，提高了图书的利用率和查准率，同时也减轻了馆员的劳动强度。但是开架借阅带来的图书乱架、错架现象，却让图书馆的管理人员伤透了脑筋，它直接影响到读者对图书的利用时效，是目前国内外开架借阅图书馆共同存在的问题。它带来的负面影响主要表现在：1)乱架造成一些死角文献，归位困难，影响流通；2)乱架直接影响到学生的阅读兴趣和阅读效果；3)提高了拒借率，影响到图书的充分利用，读者怨声载道；4)造成架上图书与计算机***数据的矛盾，由于乱架，从***上检索到某书可供借出，但书架位却找不到该书，这样架上图书与***数据形成了矛盾；5)破坏了藏书体系的稳定性；6)需要大量的时间整理乱架图书，增加了工作人员的工作量。

通过对“中国期刊网”文献资料(1994-2004)的联合检索，目前大多数图书馆应对乱架问题的方法主要有如下一些：1)加强对读者进行入馆教育培训。着重介绍图书馆分类、排架知识、怎样入库选书，代书板的正确使用等，未经培训的读者不得领取借书证。2)在日常借阅中，对读者进行正确的引导。工作人员要主动进行辅导，解答咨询，尽量减少读者借书的盲目性，加强对读者的宣传，防止读者有意无意地乱放图书。3)正确使用代书板。4)提高管理人员的素质和修养，特别是管理人员的责任心和业务水平，并落实岗位责任制，以保证图书不乱架。5)严格实行色标管理，设置醒目的架位类目指示牌。6)运用科学的管理方法管理开架书库。制定一系列切实可行的借阅制度，适当调整开架书库的布局，为读者设立新书及热门书专架，这样既便于管理，又方便读者选书。7)相信读者，依靠读者。通过宣传教育提高读者的图书情报素质和道德素养，加强对读者的思想教育，树立文明借书风尚，逐渐克服读者的不良习惯，从而减少图书馆的错架、乱架现象。8)提高服务质量，实行库内指导，发挥机检优势以减少架上翻阅次数，减少乱架的机会。以上方法只是从加强管理和道德教育角度提供了一些应对措施。

目前，从应用高新技术角度解决乱架问题的技术方案可分为两种：一是利用射频标签技术，目前有美国新泽西州的检验点***有限公司开发的“应用带有射频标识标签的文献的图书馆编目***”(国内专利申请号：98807426.5)、美国3M创新有限公司开发的“射频识别***的应用”(国内专利申请号：99809609.1)，但这些***大量采用射频标签，价格昂贵，而且在采集数据时采用手持逐个书架扫描的方式，不能采集实时的数据，因此在推广中碰到了阻力，未见广泛的应用。二是传统条码技术，目前有公知的一维和二维条码，条码具有价格低廉、易用等诸多优势，但却未见有应用这些公知的条码***治理物品乱架问题的文献资料，公知条码技术不适用于治理物品乱架问题的主要原因可归结为：公知的条码***识读受损、失真、畸变的条码时较困难；识读时的操作空间小；不能实时、高速地批量识别；受已定编码规则的限制(如EAN13码制中7个单元表征一个数据位，数据模块共84个单元只能表达12位的数据信息)，编码容量无法达到最大值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于治理物品乱架问题的特种条码，同时，还提供一种包含该特种条码的专用标签以及其使用方法，可实现自动、实时地监控诸如书本、磁带、光盘等图书馆资料，及时发现乱架物品的所在。另外，还可预想本发明在其他有防止乱架需求的场合的应用，如档案馆、书店、商场、实验室等等。

为解决上述技术问题，本发明的基本构思是：

设计一种用于治理物品乱架的特种条码，它作为一种标记的编码图形102，由起始模块103、数据模块104、结束模块105三部分组成；各个模块由一系列不同宽度的条组成，相邻的条具有不同的光反射特性；条的宽度以单元宽度尺寸为单位，一个条由一个或多个单元宽度尺寸组成；通过条的编排规则来确定该编码图形102所表征的数据信息，其起始模块103和结束模块105在同一应用***中具有固定的条的编排规则，且起始模块103与结束模块105之间有所区别；在一个应用***中，条的编排规则是以单元内能填充的基本颜色数M为模，以数据模块104内包含的单元个数N为数据宽度，使整个***的编码容量最多能达到M^N个数据信息；为了满足各种不同的编码***在容量和特殊目的方面的需要，该特种条码的编码图形可以选用彩色印刷条，也可以选用黑白印刷条，还可以选用隐形油墨的印刷条。

为了实现本发明的基本构思，还要设计一种包含上述特种条码的专用标签，它包括条码区301和信息提示区302两部分内容，通过这两个部分分别把条码信息和提示信息按固定的格式依附在载体303上。第一部分为条码区301，包含把层架号等信息通过编码而形成的条码；第二部分为信息提示区302，包含与公知的传统书标上相同的索书号、层架号等信息；标签的载体303采用公知的传统色标，基底的颜色用于辅助标识被管理物品的大类。

作为上述特种条码的专用标签的使用方法，其步骤为：先把专用标签附着在被管理物品的表面，再用特定的识别方法对条码进行实时识别，然后对识别得到的信息进行相应的操作处理。具体描述如下：具有相同位置信息的物品，其条码表达的编码图形也相同，且其专用标签也附着在被管理物品表面的相近部位上，便于通过对比法识别出处于乱架状态的异类物品；在进行识别时，先通过图像传感器获取条码的图像，然后进行图像预处理，并应用其他相关的图像识别技术，使其转换成易于被计算机等自动化设备处理的格式，接着按照编码规则识别出开始模块103或者结束模块105，以此来决定识读数据模块104的扫描方向，并检测出开始模块103到结束模块105之间的宽度L，然后根据既定的编码规则中规定的数据模块104的单元个数N，动态地计算出单元宽度尺寸，其值为L÷N，从而以该单元宽度为基准，准确快速地提取出数据模块104蕴含的的全部数据信息；当某位置上物品的条码数据信息被识读出来后，立即与该位置的标准条码数据信息进行对比，若不相同，则输出存在异类物品的警示信息。按照该使用方法，当所述的单元宽度尺寸落入人眼敏感的宽度分辨范围内时，通过人眼也能够直观地识别出处于乱架状态的异类物品。

本发明的有益效果是：由于上述的特种条码采用单元宽度作为数据位，因此其编码容量大；在识读过程中，采用动态计算单元宽度的方法，并以动态获得的单元宽度为基准来提取数据模块的信息，因此可以处理书本等物品斜放、倒置、以及成像时出现深度方向的梯形失真等等异常情况；由于在上述使用方法中采用了易于被计算机等自动化设备识别处理的特种条码，且由图像传感器自动获取图像，并结合图像识别技术自动提取条码信息，因此本发明可以实现自动、实时地监控诸如书本、磁带、光盘等图书馆资料，及时发现乱架、错架物品的所在；另外，由于采用了传统的色标作为标签的基底，而且当条码的单元宽度尺寸落入人眼敏感的分辨宽度范围内时，工作人员可以脱离自动化监控***通过人眼仍然能够直观快速地识别出处于乱架状态的异类物品，这增强了整个***的稳定性和可用性。总之，通过本发明的实施，图书馆的管理工作可以得到较大程度的改善，如不用安排专人巡库，不用倒架整库，减少了工作人员的工作量，节约大量人力和财力，同时，降低了拒借率，切实提高读者对图书馆资源的利用时效。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1为本发明用于治理物品乱架问题的特种条码的实施例；

图2为图1所示的特种条码用于图书馆图书管理的实施例；

图3为包含图1所示的特种条码的专用标签的实施例；

图4为对图2所示实施例进行计算机自动识别和管理的技术路线流程图；

图5为图2所示实施例的条码图像进行图像分割和版面分析后得到的图像；

图6为图2所示实施例的图像采集摄像头的安装示意图；

图7为某图书馆实施本发明而构建的图书自动监控***拓扑结构图。

具体实施方式

图1为本发明所述特种条码的一个实施例。101为条码的单元编号，在实际应用中该部分是隐性的；102为条码的编码图形；103所指为条码的起始模块；104所指为条码的数据模块；105所指为条码的结束模块。本实施例中，单元内条的填充颜色选定为黑白两色，即模M＝2，数据模块104中包含的单元个数为14个，即数据宽度N＝14，因此采用该参数编码，整个***可以表征2¹⁴＝16384个数据信息，也就是说，如果用作图书馆的层架管理，可以对16384个层架内的图书资料进行编码。假设图中单元内黑色取值为1，白色取值为0，则该条码的起始模块103的码字为10，结束模块105的码字为11，数据模块104表征的数据信息为11010111010100，转换成十进制为13780，即为13780号层架。

在图1中，三个模块所包含的单元个数总和为18个，若编码图形102的总宽度(指条的排列方向)要求为36毫米，则单元宽度尺寸为36÷18＝2毫米。类似地，取单元内条的填充颜色为红、蓝、黑、白四色，即模M＝4，若要构建一个编码容量同样为16384的***，其编码图形的总宽度要求同样为36毫米，则数据模块104中包含的单元个数应为7个，即4⁷＝16384，三个模块所包含的单元个数总和为11个，单元宽度尺寸为36÷11≈3.3毫米。可以看出，在编码图形宽度和编码容量一定时，单元内条的填充颜色越多，单元宽度尺寸越大，越容易通过对比(特别是人眼)分辨出两个不同条码间的差异，也就是说，更容易找出异类物品，这是本发明所述特种条码比公知的传统条码更适合用于治理物品乱架的优势之一。

图3为包含图1所示的特种条码的专用标签。301为条码区；302为信息提示区；303为载体。条码区301包含把层架号等信息通过编码而形成的条码，图3中的编码图形表征的是13780号层架的编码信息；信息提示区302包含与公知的传统书标上相同的索书号、层架号等信息，用于图书的辅助识别管理；二者通过印刷设备印制在载体303上。标签的载体303可采用公知的传统色标，基底的颜色用于辅助标识被管理物品的大类。

图2为图1所示的特种条码用于图书馆图书管理的一个实施例。201为书柜的某一个层架，层架号为13780；202为乱架的图书甲；203为标签贴得过高的图书乙；204为乱架的图书丙；205为斜放的图书丁。整个***中，起始模块103的码字为10，结束模块105的码字为11。乱架的图书甲202上的条码图形表征的信息为11000111010100，转换成十进制为12756，即乱架的图书甲202应该属于12756号层架；乱架的图书丙204上的条码图形表征的信息为11010110010100，转换成十进制为13716，即乱架的图书丙204应该属于13716号层架。图2中，乱架的图书甲202和图书丙204上条码图形与其他图书明显不同，通过人眼也可以轻易识别出来。而标签贴得过高的图书乙203和斜放的图书丁205，因其条码图形表征的信息为13780，故不属于乱架物品，***不会发出警示信息。

由于当前微电子技术的飞速发展，图像传感器的价格越来越低，而它的分辨率和性能却越来越高，这为实施本发明的图像采集提供了极大的便利，使得在图书乱架监控管理中大量使用摄像头、电脑眼等图像采集设备成为可能。本发明所述的特种条码的识别，采用目前市场上价位最低的30万像素的电脑眼即可满足图像采集要求。另外，由于目前基于计算机视觉的识别技术已有很多成熟的理论可以应用，使本发明对条码的识读性能大大增强，适应性更加广泛，并且可以平滑地处理存在畸变的图像，这为本发明的正确实施提供了强有力的保障，极大地提高了本发明的可行性。

图4为对图2所示实施例进行计算机自动识别和管理的技术路线流程图。流程图中各个步骤的功能叙述如下：

1)图像采集：采用图7所示的方法在所要监控的书库中安置多个图像采集设备711，每个图像采集设备711按预定的通讯协议向监控服务器701发送采集到的图像。

2)图像预处理：监控服务器701收到原始图像后，先进行预处理操作，目的是去除噪声，增强有用的信息，诸如对光照不均引起的对比度过低、亮度过暗等采用图像增强的方法进行自动调节，对划痕等图像噪声实施平滑处理来降噪，以及畸变校正、模糊图像清晰化等等。

3)图像分割：采集得到的图像一般为彩色或灰度级图像，为了剔除无用的图像信息，提取出与条码识别相关的信息，通常采用一定的算法从图像中提取出感兴趣的部分，并储存为二值图像或多值图像。根据条码的纹理特性，可采用基于香农小波包分解检测纹理主频的方法和应用Gabor滤波器的纹理分割算法对图像实施分割。

4)版面分析：由于一幅图像中可能采集到多个不同层架上的物品条码图像，而且每个层架上的物品的条码可能由于斜放、倒置、张贴失误等原因，形成多个条码图像区域，可采用基于数学形态学的版面分析技术，得到同一幅图像中每个物品的条码区域，并对各个区域分别进行标示，如图5所示；

5)分区域畸变校正：斜放、张贴失误等常会引起的区域图像畸变，如倾斜等，畸变的图像通常会影响识读的准确率。处理区域畸变的常用方法是：对已标示的畸变区域的边界线进行分段处理，在边界上设置多个控制点，利用这些控制点对畸变区域实施校正。比如倾斜校正，先找到起始模块103处的边界，然后记录其上的位置坐标，根据这些坐标数据，用最小二乘法拟合成一条直线，该线与水平线的夹角即为其倾斜角，通过旋转变换，即可对其实行校正；

6)分区域识读：在识读过程中，对每个已被标示的区域，先按照编码规则识别出开始模块103或者结束模块105，以此来决定识读数据模块104的扫描方向，然后检测出开始模块103到结束模块105之间的宽度L，并根据既定的编码规则中规定的数据模块104的单元个数N，动态地计算出单元宽度尺寸，其值为L÷N，以该单元宽度为基准匹配数据模块内的各条，最终提取出数据模块104蕴含的的全部数据信息；

7)识读后操作管理：当某位置上物品的条码数据信息被识读出来后，立即与该位置的标准条码数据信息进行对比，若不相同，则输出存在异类物品的警示信息。

由于本发明的重点并非提供一套最优的条码图像识别算法，所以在此不再对本发明涉及到的条码识别技术细节作进一步的详述。

图5为图2所示实施例的条码图像进行图像分割和版面分析后得到的图像，图中对19个物品上的条码图像区域进行了标示。

图6为图2所示实施例的图像采集摄像头的安装示意图。601为图像采集摄像头；602为书柜甲；603为书柜乙；604为书柜丙；605为书柜丁；606为书柜的某个层架；607为安装在书柜上的便于摄像头移动的滑槽装置。图6中，书柜甲602和书柜乙603构成一排书柜A，书柜丙604和书柜丁605构成另一排书柜B，两排书柜采用传统图书馆的布局方式并排放置。书柜丙604和书柜丁605上包含有编号为13780～13785的层架共6个。要采集第B排书柜上多个层架上物品的图像，可将摄像头601安装于与其比邻的第A排书架上，如图6所示。安装方法分为固定点安装和电动滑槽安装，采用电动滑槽安装是将摄像头固定在带有电机驱动的滑轮上，通过其在滑槽内的移动来动态获取图像，可大大减少摄像头的布点个数。图6中所示摄像头的安装方法可同时采集13780～13785号层架或更多层架上物品的图像。

图7为某图书馆实施本发明而构建的图书自动监控***拓扑结构图。701为图书监控***服务器；702为其数据库***；703为开放式数据库互联模块(ODBC)；704为馆内其他管理***的数据库；705为网络交换机；706为无线通讯连接设备；707为工作站；708为现场总线设备；709为书库甲；710为书库乙；711为图像采集设备。整个***采用Client/Sever构架，用户对***的操作和控制通过工作站707来完成，***相关的数据和图像集中在服务器701上进行识别、分析和存储，并通过数据库***702来组织数据。工作站707和服务器701之间通过网络交换机705来连接。分布在各个书库(如书库甲709、书库乙710)中的图像采集设备711，可以采用两种方法实现与服务器701的连接：一是无线通讯方式，前端图像采集设备711通过无线通讯设备706把图像数据传给服务器701；二是现场总线方式，前端图像采集设备711按照现场总线的标准布线，并通过现场总线设备708把图像数据传给服务器701。另外，***还通过开放式数据库互联模块(ODBC)703，提供了与馆内其他管理***的数据库704的连接接口。

Claims (8)

1、一种用于治理物品乱架的特种条码，它作为一种标记的编码图形(102)，其特征在于：

它由起始模块(103)、数据模块(104)、结束模块(105)三部分组成；

各个模块由一系列不同宽度的条组成，相邻的条具有不同的光反射特性；

条的宽度以单元宽度尺寸为单位，一个条由一个或多个单元宽度尺寸组成；

通过条的编排规则来确定该编码图形(102)所表征的数据信息；

2、根据权利要求1所述的特种条码，其特征在于所说的条的光反射特性，是指其编码图形可以是彩色印刷条，也可以是黑白印刷条，还可以是隐形油墨的印刷条。

3、根据权利要求1所述的特种条码，其特征在于所说的起始模块(103)和结束模块(105)，在同一应用***中具有固定的条的编排规则，且起始模块(103)与结束模块(105)之间有所区别。

4、根据权利要求1所述的特种条码，其特征在于所说的数据模块(104)，其条的编排规则是以单元内能填充的基本颜色数M为模，以数据模块(104)内包含的单元个数N为数据宽度，使整个编码***最多能表征M^N个数据信息。

5、一种包含权利要求1所述的特种条码的专用标签，它包括条码区(301)和信息提示区(302)两部分内容，通过这两个部分分别把条码信息和提示信息按固定的格式附着在载体(303)上，其特征在于：

第一部分为条码区(301)，包含把层架号等信息通过编码而形成的条码；

第二部分为信息提示区(302)，包含与公知的传统书标上相同的索书号、层架号等信息；

标签的载体(303)采用公知的传统色标，基底的颜色用于辅助标识被管理物品的大类。

6、一种权利要求5所述的特种条码的专用标签的使用方法，先把专用标签附着在被管理物品的表面，再用特定的识别方法对条码进行实时识别，然后对识别得到的信息进行相应的操作处理，其特征在于：

具有相同位置信息的物品，其条码表达的编码图形也相同，且其专用标签也附着在被管理物品表面的相近部位上，便于通过对比法识别出处于乱架状态的异类物品；

在进行识别时，先通过图像传感器获取条码的图像，然后进行图像预处理，并应用其他相关的图像识别技术，使其转换成易于被计算机等自动化设备处理的格式，接着按照编码规则识别出开始模块(103)或者结束模块(105)，以此来决定识读数据模块(104)的扫描方向，从而准确快速地识读出数据模块(104)蕴含的数据信息；

某位置上物品的条码数据信息被识读出来后，与该位置的标准条码数据信息进行对比，若不相同，则输出警示信息。

7、根据权利要求6所述的特种条码的专用标签的使用方法，其特征在于所述的数据模块(104)的识读，先检测出开始模块(103)到结束模块(105)之间的宽度L，然后根据既定的编码规则中规定的数据模块(104)的单元个数N，动态地计算出单元宽度尺寸，其值为L÷N，从而以该单元宽度为基准，提取出数据模块的全部信息。

8、根据权利要求6所述的特种条码的专用标签的使用方法，其特征在于：当所述的单元宽度尺寸落入人眼敏感的宽度分辨范围内时，通过人眼能够直观地识别出处于乱架状态的异类物品。

Images